Пондеромоторные силы в релятивистских и многокомпонентных полях и лазерное ускорение заряженных частиц

• Автор: Бахари, Али
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с.

Оглавление
Введение

1 Обзор литературы

1.1 Пондеромоторные силы

1.2 Управление заряженными частицами

1.3 Лазерное ускорение заряженных частиц

2 Пондеромоторные силы в лазерных пучках релятивистской интенсивности

2.1 Теория релятивистских пондеромоторных сил

2.2 Способы получения биполяризационных полей

2.3 Поляризационные исследования энергии Дсх, набираемой заряженной частицей при поперечном прохождении через релятивистский лазерный пучок

2.3.1 Вывод формулы для Дб_ц

2.3.2 Численное исследование поперечного прохождения заряженной частицы через релятивистский биполяризационный лазерный пучок. Сравнение теории и точного (численного) решения

2.4 Поляризационные исследования энергии Дец, набираемой заряженной ча-
стицей при продольном прохождении через сфокусированный лазерный
пучок релятивистской интенсивности
2.4.1 Вывод формулы для Дец
2.4.2 Численное исследование продольного прохождения заряженной частицы через область фокуса биполяризанионного лазерного пучка. Сравнение теории и точного (численного) решения
2.5 Выводы по главе
3 Пондеромоторные силы в многокомпонентных полях лазерного излучения
3.1 Пондеромоторные силы вбиполяризационной стоячей волне
3.1.1 Введение, возможность реализации биполяризационной стоячей волны
3.1.2 Пондеромоторные силы в биполяризационной слоячей волне
3.1.3 Особенности ускорения заряженных частиц биполяризционной стоячей волной
3.1.4 Численное моделирование эволюции заряженных частиц в биполяризационной стоячей волне
3.2 Пондеромоторные силы в пересекающихся пучках лазерного излучения
3.2.1 Расчет пондрромоторных сил в пересекающихся пучках лазерного
излучения

3.2.2 Особенности ускорения заряженных частиц в пересекающихся лазерных пучках
3.2.3 Расчет изменения энергии электрона при его движении по замкнутой траектории в пересекающихся лазерных пучках
3.2.4 Численное моделирование эволюции заряженных частиц в пересекающихся пучках лазерного излучения
3.3 Выводы по главе
4 Ускорение электронов интенсивным коротким импульсом сфокусированного лазерного излучения
4.1 Введение
4.2 Особенности воздействия сфокусированного лазерного поля на релятивистский электрон
4.2.1 Электрические и магнитные поля сфокусированного излучения
4.2.2 Особенности поперечной и продольной эволюции электрона (эффект однополярности)
4.3 Результаты численных экспериментов по ускорению электронов коротким лазерным импульсом
4.4 Оптимизация начальных параметров
4.5 Выводы по главе
Заключение
Литература

дрейфовой скорости электрона в точке А).
На рис. 2.4 показана зависимость Ає/т от параметра 5 = /,//0 при фиксированной пиковой интенсивности лазерного пучка /0. Видно, что если параметр 5 близок к 1, что соответствует нерелятивистской дрейфовой скорости электрона, то теоретический и численный расчеты качественно совпадают. При уменьшении параметра 5 отличие между теорией и точным численным решением возрастает. Приведенные на этих рисунках зависимости дрейфовых скоростей электрона от параметров 5 и /0 подверждают вывод о согласии теории и численного эксперимента для эволюции электрона с нерелятивистской дрейфовой скоростью. На рис. 2.5 показана зависимость изменения дрейфовой энергии электрона Ас-Ір от интенсивности /о при <5 0 для биполяризационного лазерного пучка. Хотя, строго говоря, теория [4] в этом случае не применима, изменение энергии Де-гр растет с увеличением интенсивности /и, а знак Ае2Р зависит от последовательности изменения поляризации в биполяризационном лазерном пучке (С —> Ь или Ь —> С), что соответствует предсказанию теории [4]. Наконец, на рис. 2.6 показана зависимость Аер от времени переключения поляризации в биполяризационном лазерном пучке, нормированная на величину Ас, равную разности минимальных энергий электрона на оси лазерного пучка, рассчитанных отдельно для излучения круговой и линейно поляризации (см. формулу (2.12)). Видно, что с ростом времени переключения поляризационная зависимость пондеромоторных сил уменьшается.
Таким образом численные расчеты показывают, что в релятивистских полях пондеро-моторнме силы зависят от поляризации излучения и являются, в общем случае, неградиентными. Отметим, однако, что изменения энергии Дг2;, (в случае бегущей волны лазерного излучения) достаточно малы для использования в практических целях.